Análisis en línea de peróxido en el proceso HP-PO
AN-PAN-1007
2026-01
es
El monitoreo del contenido de peróxido de hidrógeno en línea en el proceso de producción de HP-PO requiere una solución robusta a prueba de explosiones como el analizador de procesos a prueba de explosiones 2060 TI.
El óxido de propileno (PO) es un líquido incoloro, pero extremadamente inflamable, derivado del petróleo crudo. El PO se utiliza en diversas aplicaciones industriales. Se utiliza principalmente para producir polioles, que son los componentes básicos de los poliéter polioles (p. ej., espumas, recubrimientos, adhesivos) y propilenglicol (p. ej., botellas de PET, fibras, muebles).
Actualmente existen varios procesos de producción para la fabricación de PO. Algunos de estos procesos generan coproductos (p. ej., clorhidrina «CH-PO», estireno «SM-PO» y metil terc-butil éter «MTBE-PO») y otros no contienen derivados (p. ej., peróxido de hidrógeno «HP-PO» y cumeno «CU-PO»). De estos procesos, se considera que el HP-PO es el que tiene el menor impacto ambiental.
Esta Nota de Aplicación de Proceso se centra en la monitorización en línea del proceso HP-PO del peróxido de hidrógeno (H₂O₂). Este proceso requiere un analizador de procesos a prueba de explosiones debido al entorno de producción peligroso. El análisis en línea facilita un alto rendimiento en la producción de óxido de propileno, a la vez que reduce los costos gracias al bajo consumo de materia prima. Además, garantiza un entorno de trabajo seguro para los operarios que trabajan en este proceso altamente peligroso.
El óxido de propileno (PO) es un producto intermedio importante en diversos mercados debido a su amplia gama de aplicaciones, principalmente en las industrias del poliuretano y los disolventes.
La producción mundial de PO supera los 10 millones de toneladas anuales [1]. Este mercado sigue creciendo, al igual que la necesidad de un proceso de producción más rentable y respetuoso con el medio ambiente. Existen métodos de producción de PO con y sin subproductos (Tabla 1). Dependiendo de la situación del mercado de estos subproductos, uno o más de estos procesos podrían dominar el mercado global en cualquier momento.
| Procesos con coproductos | Procesos libres de derivados |
|---|---|
| Clorohidrina «CH-PO» | Cumeno «CU-PO» |
| Estireno «SM-PO» | Peróxido de hidrógeno «HP-PO» |
| Éter metil terc-butílico «MTBE-PO» |
El proceso de conversión de peróxido de hidrógeno en óxido de propileno (HP-PO) crea PO a partir de propeno (C₃H₆) y peróxido de hidrógeno (H₂O₂) utilizando un catalizador de silicato de titanio (Reacción 1). Este proceso es preferible a otros debido a su menor impacto ambiental en comparación con las demás tecnologías existentes. Además, se ha demostrado que garantiza altos rendimientos de PO utilizando únicamente agua como subproducto..
El H₂O₂ presente en un disolvente de metanol se utiliza como único agente oxidante. Además, es la materia prima crítica y el parámetro clave para medir la tasa de conversión completa a PO. Por lo tanto, existe una gran demanda de un monitoreo en línea preciso y robusto durante todo el proceso de reacción HP-PO.
Dada la naturaleza peligrosa de este proceso, las técnicas de medición en línea son vitales para garantizar una operación segura. El H₂O₂ se puede monitorear con precisión en el efluente del reactor primario mediante una solución de análisis en línea diseñada para áreas extremadamente peligrosas (Figura 1).
Además, el análisis de las concentraciones residuales de H₂O₂ en los cabezales del reactor de acabado, aguas arriba de la sección de recuperación de propeno, garantiza un monitoreo riguroso del peróxido de hidrógeno no reaccionado para la implementación de medidas de control después del reactor de epoxidación (Figura 1).
Debido al entorno peligroso de estas plantas de producción, se deben implementar estrictas medidas de seguridad en todos los equipos de producción y proceso. El analizador de procesos a prueba de explosiones 2060 TI de Metrohm Process Analytics (Figura 2) cumple con todos los requisitos de seguridad eléctrica y está diseñado específicamente para el procesamiento de alto rendimiento en ubicaciones peligrosas.
El peróxido de hidrógeno se analiza mediante un agente complejante, seguido de una medición colorimétrica con una sonda de inmersión.
| Analito | Efluente del reactor primario (%) | Efluente del reactor de acabado (%) |
|---|---|---|
| H2O2 | 0–2 | 0–0.25 |
La monitorización del proceso HP-PO del peróxido de hidrógeno requiere un analizador de procesos a prueba de explosiones debido al entorno de producción peligroso. El analizador de procesos a prueba de explosiones 2060 TI está diseñado específicamente para esto. Sus capacidades de análisis en línea facilitan un alto rendimiento en la producción de óxido de propileno, a la vez que reducen los costos. Además, garantiza un entorno de trabajo seguro para los operadores que trabajan en este proceso altamente peligroso.
- Protección de los activos de la empresa con alarmas integradas en límites de advertencia específicos.
- Análisis preciso de humedad en matrices de muestras higroscópicas.
- Entorno de trabajo más seguro para los empleados (altas temperaturas y presiones, autopolimerización, ATEX).
- Mayor rendimiento del producto con un proceso de producción optimizado, lo que conduce a una mejor rentabilidad.
- Kawabata, T.; Yamamoto, J.; Koike, H.; et al. Trends and Views in the Development of Technologies for Propylene Oxide Production; SUMITOMO KAGAKU (English Edition) 2019, Report 1; Sumitomo Chemical Co., Ltd., 2019; pp 1–9.
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